[發明專利]一種具有柔順抓取特性的剛柔耦合義肢手

有效

• 申請號: 201811057306.5
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109172063B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 徐光華;滕志程;李敏;梁仍昊;張四聰;陳佳洲
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61F2/54
• 分類號: A61F2/54;A61F2/58;A61F2/70
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種具有柔順抓取特性的剛柔耦合義肢手，其特征在于：包括柔性手指機構(1)，柔性手指機構(1)通過彈性鋼片(2)和直線推桿電機(3)連接，直線推桿電機(3)固定于手掌(4)上，手掌(4)連接在手腕機構(5)前端，手腕機構(5)后端和接受腔(6)前端相連，接受腔(6)后端和截肢患者前臂相連；

所述的柔性手指機構(1)包括柔性拇指機構(101)、柔性食指機構(102)、柔性中指機構(103)、柔性無名指機構(104)和柔性小指機構(105)；

所述的柔性拇指機構(101)由遠指間關節(107)、掌指間關節(109)以及從手指上端矩形孔穿過的彈性鋼片(2)連接而成，彈性鋼片(2)一端固定于遠指間關節(107)前端連接的指尖(106)處，彈性鋼片(2)的另一端與直線推桿電機(3)推桿連接；柔性拇指機構(101)通過指根接口(110)固定在手掌(4)上；

所述的柔性食指機構(102)、柔性中指機構(103)、柔性無名指機構(104)、柔性小指機構(105)具有相同的結構，分別由遠指間關節(107)、近指間關節(108)、掌指間關節(109)以及從各柔性手指上端矩形孔穿過的彈性鋼片(2)連接而成；彈性鋼片(2)一端固定于遠指間關節(107)前端連接的指尖(106)處，彈性鋼片(2)另一端與直線推桿電機(3)推桿連接；各柔性手指機構通過指根接口(110)固定在手掌(4)上；

所述的遠指間關節(107)、近指間關節(108)、掌指間關節(109)具有相同的一體式柔性結構，包括關節連接單元(202)，關節連接單元(202)上設有下端相連的柔性薄片(201)，通過改變柔性薄片(201)的個數、關節連接單元(202)的厚度和彈性鋼片(2)的剛度，控制各指關節的彎曲剛度；

所述的直線推桿電機(3)推動彈性鋼片(2)前進，引起彈性鋼片(2)變形彎曲，進而帶動柔性手指機構(1)進行彎曲運動，直線推桿電機(3)拉動彈性鋼片(2)后退，柔性手指機構(1)進行伸展運動；柔性手指機構(1)尺寸根據截肢患者尺寸進行參數化設計；

所述的手掌(4)包括拇指固定機構(401)、食指固定機構(402)、中指固定機構(403)、無名指固定機構(404)、小指固定機構(405)以及拇指直線推桿電機固定結構(406)、食指直線推桿電機固定結構(407)、中指直線推桿電機固定結構(408)、無名指直線推桿電機固定結構(409)、小指直線推桿電機固定結構(410)，手掌(4)后端通過掌腕接口(411)和手腕機構(5)前端相連；

所述的手腕機構(5)包括和掌腕接口(411)連接的手掌連接單元(501)，手掌連接單元(501)細長端安裝有薄壁軸承(505)和襯套(506)，手掌連接單元(501)通過薄壁軸承(505)外圈和中間體(502)內腔壁相連，中間體(502)后端和手臂連接單元(504)前端連接；手掌連接單元(501)細長端面通過舵盤(507)與舵機(503)連接，舵機(503)機身則嵌套于中間體(502)和手臂連接單元(504)之間。

2.根據權利要求1所述的一種具有柔順抓取特性的剛柔耦合義肢手，其特征在于：所述的接受腔(6)通過接口(601)和手臂連接單元(504)后端相連，接受腔(6)設計有開口(603)，開口(603)處布置有尼龍扣固定裝置(602)，調節尼龍扣松緊能夠適應不同截肢患者的殘肢尺寸，并將接受腔(6)與肢殘患者殘肢相連。

3.根據權利要求1所述的一種具有柔順抓取特性的剛柔耦合義肢手，其特征在于：所述的柔性手指機構(1)、手掌(4)、手腕機構(5)和接受腔(6)通過3D打印制造而成，依據不同患者的手部尺寸實現個性化定制。